Ahoj! Ako dodávateľ alkálií som sa každodenne potýkal s rôznymi typmi alkálií. Jedna častá otázka, ktorá sa od zákazníkov objavuje pomerne často, je: "Aké sú rozdiely medzi silnými a slabými zásadami?" No, v tomto blogu vám to všetko rozoberiem.
Najprv si povedzme, čo sú alkálie vo všeobecnosti. Alkálie sú látky, ktoré môžu reagovať s kyselinami za vzniku solí a vody a zvyčajne majú hodnotu pH vyššiu ako 7 na stupnici pH. Viete, tá stupnica, ktorá sa pohybuje od 0 (super kyslé) do 14 (super zásadité).
Definície a základná chémia
Začnime so základmi silných zásad. Toto sú tí ťažší v alkalickom svete. Silné alkálie úplne disociujú vo vode. čo to znamená? To znamená, že keď pustíte silnú zásadu do vody, takmer úplne sa rozdelí na svoje ióny. Napríklad vezmiteHydroxid sodný(NaOH). Keď dáte NaOH do vody, rýchlo sa rozpadne na ióny sodíka (Na⁺) a hydroxidové ióny (OH⁻).
Chemická rovnica je jednoduchá: NaOH(s) → Na⁺(aq) + OH⁻(aq).
Kvôli tejto úplnej disociácii môžu silné alkálie rýchlo zvýšiť koncentráciu hydroxidových iónov v roztoku. To robí roztok vysoko zásaditým a dáva silným alkáliám ich charakteristické vlastnosti.
Na druhej strane slabé alkálie disociujú vo vode len čiastočne. Amoniak (NH3) je klasickým príkladom slabej alkálie. Keď sa amoniak rozpustí vo vode, len malá časť z neho reaguje s vodou za vzniku amónnych iónov (NH4⁺) a hydroxidových iónov (OH⁻).
Chemická reakcia je: NH₃(aq) + H2O(l) ⇌ NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)
Všimli ste si dvojitú šípku? To znamená, že reakcia je reverzibilná. Takže medzi reaktantmi a produktmi je konštantný pohyb tam a späť a len malé množstvo amoniaku sa skutočne v danom čase premení na ióny.
pH a zásaditosť
Jedným z najvýraznejších rozdielov medzi silnými a slabými zásadami je ich vplyv na pH roztoku. Silné alkálie môžu rýchlo stlačiť pH roztoku na veľmi vysokú hodnotu. Napríklad 0,1 M roztok hydroxidu sodného má pH okolo 13, čo je extrémne zásadité.
Slabé alkálie však nemajú až taký dramatický vplyv na pH. 0,1 M roztok amoniaku má pH asi 11. Je to preto, že v roztoku je menej hydroxidových iónov v dôsledku čiastočnej disociácie. Takže, ak hľadáte látku na rýchle zvýšenie pH roztoku na veľmi vysokú úroveň, silná zásada je správna cesta. Ak však potrebujete jemne zvýšiť pH alebo udržiavať mierne zásadité prostredie, môže byť vhodnejšia slabá zásada.
Reaktivita
Pokiaľ ide o reaktivitu, silné alkálie sú oveľa reaktívnejšie ako slabé alkálie. Pri neutralizačných reakciách prudko reagujú s kyselinami. Napríklad, keď hydroxid sodný reaguje s kyselinou chlorovodíkovou (HCl), reakcia je vysoko exotermická, čo znamená, že uvoľňuje veľa tepla.
Chemická rovnica je: NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Táto reakcia nastáva takmer okamžite a môže byť dosť násilná, ak nie je starostlivo kontrolovaná.
Na druhej strane slabé alkálie reagujú s kyselinami pomalšie. Reakcia medzi amoniakom a kyselinou chlorovodíkovou je oveľa jemnejšia. Rovnica je: NH3(aq) + HCl(aq) → NH₄Cl(aq)
Dokončenie reakcie trvá dlhšie a uvoľňuje sa menej tepla.
Korozívnosť
Silné alkálie sú vysoko korozívne. Môžu spôsobiť vážne popáleniny pokožky a poškodenie mnohých materiálov. Hydroxid sodný sa napríklad často používa v čističoch odtokov, pretože dokáže rozkladať organické látky, ako sú vlasy a mastnota. Ale je to tiež veľmi nebezpečné. Ak sa dostane do kontaktu s vašou pokožkou, môže rozpustiť proteíny vo vašich kožných bunkách, čo vedie k vážnym chemickým popáleninám.
Slabé alkálie sú vo všeobecnosti menej korozívne. Amoniak, hoci môže stále dráždiť pokožku a oči, nie je taký nebezpečný ako silné alkálie. Bežne sa používa v čistiacich prostriedkoch pre domácnosť v zriedených formách.
Aplikácie
Rozdiely medzi silnými a slabými zásadami tiež znamenajú, že majú rôzne aplikácie. Silné alkálie akoHydroxid sodnýsa používajú v mnohých priemyselných procesoch. Používajú sa pri výrobe papiera, textílií a mydiel. V papierenskom priemysle sa hydroxid sodný používa na rozklad drevnej štiepky na buničinu.
Slabé alkálie majú svoj vlastný súbor použití. napr.Metabisulfit sodnýje typ slabej zásady, ktorá sa používa v potravinárskom priemysle ako konzervačná látka a antioxidant. Pomáha predchádzať rastu baktérií a plesní v potravinách.
Dusičnan sodnýje ďalší príklad. Je to slabá zásada, ktorá sa používa v hnojivách. Poskytuje rastlinám dusík, ktorý je nevyhnutný pre ich rast.
Rozpustnosť
Pokiaľ ide o rozpustnosť, silné alkálie sú zvyčajne veľmi dobre rozpustné vo vode. Napríklad hydroxid sodný sa ľahko rozpúšťa vo vode a môžete z neho pripraviť koncentrované roztoky.
Slabé alkálie môžu mať rôzne charakteristiky rozpustnosti. Niektoré slabé alkálie sú len málo rozpustné vo vode. Napríklad niektoré hydroxidy kovov, ktoré sú slabými alkáliami, majú nízku rozpustnosť a vo vode vytvárajú skôr zrazeniny, než aby sa úplne rozpustili.
Cena a dostupnosť
Náklady môžu byť tiež faktorom pri výbere medzi silnými a slabými zásadami. Výroba silných alkálií je často drahšia kvôli ich vysokej reaktivite a energii potrebnej na ich výrobu. Vyžadujú si tiež starostlivejšiu manipuláciu a skladovanie, čo zvyšuje náklady.
Slabé alkálie sú na druhej strane vo všeobecnosti cenovo dostupnejšie. Ľahšie sa s nimi manipuluje a v mnohých prípadoch sa dajú ľahšie skladovať.
Záver
Takže, tu to máte! Rozdiely medzi silnými a slabými zásadami sú dosť výrazné. Od ich chemických vlastností, ako je disociácia vo vode, po ich účinky na pH, reaktivitu, korozívnosť, aplikácie, rozpustnosť a cenu.
Ako dodávateľ alkálií chápem, že výber správnej alkálie pre vaše potreby je rozhodujúci. Či už potrebujete silnú zásadu pre priemyselný proces alebo slabú zásadu pre aplikáciu súvisiacu s potravinami, mám pre vás všetko. Ak máte záujem o kúpu niektorej z našich alkálií, neváhajte nás kontaktovať. Môžeme podrobne prediskutovať vaše požiadavky a nájsť pre vás najlepšie riešenie.
Referencie
- Brown, TL, LeMay, HE, Bursten, BE, Murphy, CJ, Woodward, PM a Stoltzfus, MW (2017). Chémia: Ústredná veda. Pearson.
- Chang, R. a Goldsby, KA (2016). Chémia. McGraw - Hill Education.